市政給排水工程超長不設縫水池的結構設計特點分析

高陽

（貴州省城鄉規劃設計研究院 貴州貴陽 550001）

現代城市給排水工程規模不斷擴大，這也使水池結構尺寸不斷向更大方向發展。針對較大水池設計過程中，通常采取不設置伸縮縫結構。這種設計方式，與設施都到伸縮縫的水池結構有著較大區別，因此為了確保最終設計的合理性，應當做好相應的分析工作。

1 工程概況

以某市政給排水工程中的水池為例進行分析，工程由集水池和吸水井兩部分結構共同構成。水池的具體結構情況如表1所。

表1 水池結構的具體情況

水沖地面池壁和頂板處都安裝了相應的保溫措施，結構抗震烈度等級Ⅷ度，應用年限為50年。

2 水池方案對比與選擇

2.1 設縫方案

設縫方案在具體應用過程中優點在于，無論是設計，還是施工，技術的都十分成熟，并且在實際操作過程中，并需要進行特殊處理，實際施工相對來說比較簡單，工程的施工進度較快，工期較短[1]。但是，在水池設計過程中，因為鋼筋混凝土水池中的伸縮縫通常要保持在14～28m之間，所以采用該設計方案，需要設置多條伸縮縫，這也將會使水池結構變得更加復雜，同時，還會出現伸縮處漏水難以修補等多項問題，這都會對水池工程竣工的應用造成不良影響。

2.2 頂板不設縫

頂板不設縫就是對預應力結構進行項應用，同過對該結構進行應用，能夠橫好的緩解水荷載原因引起的裂縫。水池作為一種擋墻結構，在施工過程中，可以將池壁與頂板都作為滑動支座，這一方面有利于張拉預應力，另一方面在是應用期間可以合理的轉變為固定連接[2]。該方案在是實際應用過程中的優點是，不需要在水池內部設置阻水墻體，因此，并不會對水流造成硬性。但是，需要注意的是，該方案在是應用過程中，下部存在分塊，因此，將會導致分塊的實際沉降，以及質量會出現較為嚴重的問題，同時，因為受溫度影響，將會發生變形等不良起情況，最終將會使池壁出現彎矩，對水池結構造成影響，對其應用會造成影響。

2.3 整體不設縫

該方案在實際應用過程中的一項最重要的優點就是在池體中可以不設置阻水墻體，并且水池中各部位結構的變化相對較小[3]。但是，受溫度影響，在水池頂板的作用下，會導致池壁出現彎矩，同時后澆帶的設置，也將會對工程工期造成一定影響，并且該方案的成本相對較高。

通過對以上三種設計方案進行對比分析，依據水池的具體特點，滿足工藝專業要求，因此，最終采取整體不設縫方案，具體采用的方案為雙向超長均不設置伸縮縫方案，能夠滿足工藝專業的實際需求。

3 超長不設縫水池結構設計

水池在實際設計過程中采用的為分縫設計，要在雙向進行多道伸縮縫設計，這將會引起較為嚴重的結構設計問題，會對水池結構的穩定性，以及后期應用造成較為嚴重的影響。

通過對水池進行分析，可以發現水池及水位相當比較高，在完成相應的分縫操作后，各個分塊的質量中心，以及剛度中心都會呈現出不均勻現象，此時，要將抗側力構件設置在分縫處，這一方面會影響工藝流水條件，另一方面也會增加工作量，這對于水池工程的建設來說會造成較為嚴重影響。因此，在實際設計過程中，選擇雙向超生不設縫設計方案，通過該方式方案，能夠解決溫度應力引起等各項問題，提高水池結構的穩定性，確保其在日后應用過程中能夠發揮不錯的作用[4]。從目前我國建筑行業的實際發展情況來看，針對建筑中的大型溫度應力問題，在實際解決過程中，通常采用以下三種方式進行處理：

（1）“抗”

通過提高結構配筋率以及混凝土強度，從而使結構的極限抗彎應變力與抗拉力都能夠得到進一步提高；通過對受損混凝土和預應力進行合理應用，抵消結構施工過程中形成的受拉應變力，同時還應適當的加大受溫度影響較大的部位的強度，最終使結構的穩定性能夠得到進一步提高。

（2）“放”

在設計過程中，設置永久性伸縮縫，通過該方式降低溫度對結構的影響，降低結構在應用過程中具體變形量，使結構的穩定性能夠得到進一步提升。

（3）“調”

所謂“調”就是對“抗”和“放”兩者的合理綜合，在實際設計過程中，通過科學設計混凝土比例、留著施工縫、摻入添加劑、養護措施等各項措施，以及相應的養護措施，從而實現對水池在應用過程中變形情況的合理控制，避免水池出現較為嚴重的變形，對其應用造成不良影響。針對溫度應力較大的區域，可以通過設置預應力鋼筋方式，使其強度得到進一步提高[5]。與此同時，還可以通過對便捷處理與支撐措施進行合理應用，實現對結構構件變形情況的合理控制，避免發生較為嚴重的變形，也就是通過進行滑動層設施的方式，使結構的自由變形量得到極大，減少溫度應力。在具體設計過程中，采用的主要措施如下：

①頂板設置預應力鋼筋

利用有限元程序計算水池整體升溫以及降溫情況，對計算結果進行應用，從而完成對水池中不同部位在溫度下溫度應力的具體變化規律，再依據實際變化規律，在水池頂板處設置相應的預應力鋼筋，通過對預應力鋼筋進行合理應用，完成對內水作用及拉力的合理抵抗，從而確保結構的穩定性。

②滑動層的設置

在底板處設置滑動層，通過該方式能夠有效降低地基土對底板的約束力，可以提高池體自由度，同時也降低了溫度對結構造成的影響。

③留設后澆帶

在具體設計期間，要設計出施工期間的后澆帶部位、數量、方法等，同時在該過程中要結構的封閉時間，以及溫度等各項要求加以明確。

④控制混凝土

具體設計期間，要對混凝土施工中應用的原材料，以及相應的配比情況進行合理控制。同時，在該過程中還應當控制好混凝土生產、養護等各個方面的控制，避免構成混凝土結構出現早起裂縫，從而提高水池抗拉防滲性能。

⑤適當增加配筋

針對溫度差較大的區域，可以依據水池結構的實際情況，增加配筋，從而使該部位的強度能夠得到進一步提高。

4 結束語

近幾年，我國市政工程建筑行業的快速發展，超出不設縫結構已經得到了廣泛應用。在實際應用過程中，應當對針對設計過程中涉及到的各項內容進行合理分析，從而確保最終設計結構的合理性。